JPH0946230A - D/a converter - Google Patents

D/a converter

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Publication number
JPH0946230A
JPH0946230A JP7210985A JP21098595A JPH0946230A JP H0946230 A JPH0946230 A JP H0946230A JP 7210985 A JP7210985 A JP 7210985A JP 21098595 A JP21098595 A JP 21098595A JP H0946230 A JPH0946230 A JP H0946230A
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JP
Japan
Prior art keywords
capacitor
charge
voltage
transfer gate
voltage source
Prior art date
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Pending
Application number
JP7210985A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Toshio Maejima
利夫 前島
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Yamaha Corp
Original Assignee
Yamaha Corp
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Filing date
Publication date
Application filed by Yamaha Corp filed Critical Yamaha Corp
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Priority to US08/687,837 priority patent/US5696509A/en
Publication of JPH0946230A publication Critical patent/JPH0946230A/en
Pending legal-status Critical Current

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Classifications

    • HELECTRICITY
    • H03ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03MCODING; DECODING; CODE CONVERSION IN GENERAL
    • H03M1/00Analogue/digital conversion; Digital/analogue conversion
    • H03M1/66Digital/analogue converters
    • H03M1/667Recirculation type

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Theoretical Computer Science (AREA)
  • Analogue/Digital Conversion (AREA)

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To constitute a D/A converter to be compact without the increase of elements owing to multiple bits. SOLUTION: Voltage sources V1 and V2 are prepared in accordance with '0' and '1' of digital input. A capacitor C1 is connected to the sources through transfer gates TG1 and TG2. A capacitor C2 is connected to the capacitor C1 through a transfer gate TG3. A charge-voltage conversion circuit 1 is connected to the terminal of the capacitor C2 through a transfer gate TG4 and a sample-and-hold circuit 2 is connected to the output. A clock generation circuit 3 generating control clocks driving the transfer gates TG1-TG4 in synchronizing with respective bit data of digital data which are supplied from LSB in order is provided. The charging of C1 by V1 and V2 responding to bit data from LSB and charge distribution between C1 and C2 are repeated and the charge quantity of C2 is voltage-converted so as to obtain analog output.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】この発明は、転送ゲートとコ
ンデンサを組み合わせて電荷の充放電を利用してディジ
タルデータをアナログデータに変換するD/Aコンバー
タに関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a D / A converter which combines a transfer gate and a capacitor to convert digital data into analog data by utilizing charge charging / discharging.

【0002】[0002]

【従来の技術】D/Aコンバータは通常、抵抗とスイッ
チの組み合わせにより構成される。代表的には、基準
電圧からビットデータに応じた電圧を得るR−2R回路
を用いて、これにスイッチを組み合わせたR−2R型、
基準電圧を分圧するラダー抵抗を用いてこれにスイッ
チを組み合わせた抵抗ラダー型等がある。
2. Description of the Related Art A D / A converter is usually composed of a combination of a resistor and a switch. Typically, an R-2R circuit that obtains a voltage according to bit data from a reference voltage and combines it with a switch is used,
There is a resistance ladder type in which a switch is combined with a ladder resistor that divides the reference voltage.

【0003】[0003]

【発明が解決しようとする課題】の方式は、素子数が
ビット数に比例して多くなり、の方式は、素子数がビ
ット数の2乗に比例して多くなる。したがって、多ビッ
トのD/AコンバータはD/A変換部が大きくなるとい
う問題があった。
In the method (1), the number of elements increases in proportion to the number of bits, and in the method (2), the number of elements increases in proportion to the square of the number of bits. Therefore, the multi-bit D / A converter has a problem that the D / A conversion unit becomes large.

【0004】この発明は、上記事情を考慮してなされた
もので、多ビット化による素子数の増大がなく、コンパ
クトに構成することを可能としたD/Aコンバータを提
供することを目的としている。
The present invention has been made in consideration of the above circumstances, and an object of the present invention is to provide a D / A converter which does not increase the number of elements due to the increase in the number of bits and can be constructed compactly. .

【0005】[0005]

【課題を解決するための手段】この発明に係るD/Aコ
ンバータは、ディジタルデータの“0”,“1”にそれ
ぞれ対応して用意された第1,第2の電圧源と、前記第
1,第2の電圧源にそれぞれ第1,第2の転送ゲートを
介して接続されて選択された電圧源により充電される第
1のコンデンサと、この第1のコンデンサに第3の転送
ゲートを介して接続されて第1のコンデンサとの間で電
荷の分配を行う第2のコンデンサと、この第2のコンデ
ンサの端子に第4の転送ゲートを介して接続された電荷
−電圧変換回路と、LSBから順に供給される前記ディ
ジタルデータの各ビットデータに同期して前記第1〜第
4の転送ゲートを駆動するクロックを発生するクロック
発生回路とを有し、LSBから順にビットデータに応じ
て前記第1のコンデンサの充電を行い、各ビットデータ
の充電の合間に前記第1のコンデンサと第2のコンデン
サの間で電荷の分配を行い、MSBまで同様の動作を繰
り返した後、前記第2のコンデンサの電荷を電圧変換し
てアナログ出力を得るようにしたことを特徴としてい
る。
A D / A converter according to the present invention includes first and second voltage sources prepared corresponding to digital data "0" and "1", respectively. , A first capacitor connected to the second voltage source via the first and second transfer gates respectively and charged by the selected voltage source, and a first capacitor connected to the first capacitor via the third transfer gate. And a charge-voltage conversion circuit connected to a terminal of the second capacitor via a fourth transfer gate, and an LSB. A clock generation circuit that generates a clock for driving the first to fourth transfer gates in synchronization with each bit data of the digital data sequentially supplied from 1 con The charge of the second capacitor is performed after the charge of the second capacitor is charged, and the charge is distributed between the first capacitor and the second capacitor between the charging of each bit data and MSB is repeated. Is characterized in that the voltage is converted to obtain an analog output.

【0006】この発明に係るD/Aコンバータはまた、
ディジタルデータの“0”,“1”にそれぞれ対応して
用意された第1,第2の電圧源と、前記第1,第2の電
圧源にそれぞれ第1,第2の転送ゲートを介して接続さ
れて選択された電圧源により充電される第1のコンデン
サと、この第1のコンデンサに第3の転送ゲートを介し
て接続されて第1のコンデンサとの間で電荷の分配を行
う第2のコンデンサと、この第2のコンデンサの端子に
第4の転送ゲートを介して接続された電荷−電圧変換回
路と、この電荷−電圧変換回路の出力に接続されたサン
プルホールド回路と、LSBから順に供給される前記デ
ィジタルデータの各ビットデータに同期して前記第1〜
第4の転送ゲートを駆動するクロックを発生するクロッ
ク発生回路とを有し、LSBから順にビットデータに応
じて前記第1のコンデンサの充電を行い、各ビットデー
タの充電の合間に前記第1のコンデンサと第2のコンデ
ンサの間で電荷の分配を行い、MSBまで同様の動作を
繰り返した後、前記第2のコンデンサの電荷を電圧変換
してアナログ出力を得るようにしたことを特徴としてい
る。
The D / A converter according to the present invention also includes
Via first and second voltage sources prepared corresponding to digital data "0" and "1" respectively, and via the first and second transfer gates to the first and second voltage sources, respectively. A second capacitor connected and charged by a selected voltage source, and a second capacitor connected to the first capacitor through a third transfer gate to perform charge distribution between the first capacitor. Capacitor, a charge-voltage conversion circuit connected to the terminal of the second capacitor via the fourth transfer gate, a sample hold circuit connected to the output of the charge-voltage conversion circuit, and LSB in order. In synchronization with each bit data of the supplied digital data, the first to
A clock generating circuit for generating a clock for driving a fourth transfer gate, the first capacitor is charged in order from the LSB in accordance with bit data, and the first capacitor is charged between charging of each bit data. The charge is distributed between the capacitor and the second capacitor, the same operation is repeated up to the MSB, and then the charge of the second capacitor is converted into a voltage to obtain an analog output.

【0007】この発明によると、転送ゲートとコンデン
サの組み合わせを利用して、入力されるディジタルデー
タの各ビットデータ毎にビットデータに対応した電圧源
による第1のコンデンサへの充電と、第1,第2のコン
デンサ間での電荷分配の動作を繰り返すことにより、ア
ナログ出力を得ることができる。この方式では、ビット
数が多くなっても使用素子数が増えることはなく、また
抵抗を用いないから、特にIC化したときに極めてコン
パクトにできる。
According to the present invention, the combination of the transfer gate and the capacitor is used to charge the first capacitor by the voltage source corresponding to the bit data of each bit data of the input digital data, An analog output can be obtained by repeating the operation of charge distribution between the second capacitors. In this system, the number of elements used does not increase even if the number of bits increases, and since no resistor is used, it can be made extremely compact especially when integrated into an IC.

【0008】[0008]

【発明の実施の形態】以下、図面を参照して、この発明
の実施例を説明する。図1は、この発明の一実施例に係
るD/Aコンバータを示す。入力されるディジタルデー
タの二値“0”,“1”にそれぞれ対応して、第1の電
圧源V1と第2の電圧源V2が用意されている。これら
第1,第2の電圧源V1,V2は、V1>V2を満たす
所定の定電圧源である。
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. FIG. 1 shows a D / A converter according to an embodiment of the present invention. A first voltage source V1 and a second voltage source V2 are prepared corresponding to the binary values "0" and "1" of the input digital data, respectively. These first and second voltage sources V1 and V2 are predetermined constant voltage sources that satisfy V1> V2.

【0009】第1,第2の電圧源V1,V2には、第
1,第2の転送ゲートTG1,TG2を介して第1のコ
ンデンサC1が接続されている。これらの転送ゲートT
G1,TG2は後述するようにLSBから順に供給され
るディジタルデータの各ビットデータに同期して制御さ
れて、ビットデータが“0”のとき第1の転送ゲートT
G1がオン駆動され、ビットデータが“1”のとき第2
の転送ゲートTG2がオン駆動される。即ち第1のコン
デンサC1は、ビットデータが“0”のとき、第1の電
圧源V1により充電され、“1”のとき第2の電圧源V
2により充電される。
A first capacitor C1 is connected to the first and second voltage sources V1 and V2 via first and second transfer gates TG1 and TG2. These transfer gates T
G1 and TG2 are controlled in synchronization with each bit data of digital data sequentially supplied from the LSB as described later, and when the bit data is "0", the first transfer gate T
When G1 is driven on and the bit data is "1", the second
The transfer gate TG2 is driven to be turned on. That is, the first capacitor C1 is charged by the first voltage source V1 when the bit data is “0”, and is charged by the second voltage source V1 when the bit data is “1”.
Charged by 2.

【0010】第1のコンデンサC1の基準端子には、第
1,第2の電圧源V1,V2の中間に設定されたVCOM
なる基準電位が与えられている。そしてこの第1のコン
デンサC1の端子には、基準端子を共有する第2のコン
デンサC2が第3の転送ゲートTG3を介して接続され
ている。この第2のコンデンサC2は、第3の転送ゲー
トTG3がオン駆動されたときに第1のコンデンサC1
との間で電荷の分配を行うためのもので、この実施例で
は、第1のコンデンサC1と等しい容量を持つものとす
る。ビットデータにより第1のコンデンサC1に順次充
電がなされ、その充電動作の合間に、第3の転送ゲート
TG3がオン駆動されて第1,第2のコンデンサC1,
C2の間で電荷の分配がなされる。
At the reference terminal of the first capacitor C1, VCOM set at the middle of the first and second voltage sources V1 and V2.
Is applied. The second capacitor C2 sharing the reference terminal is connected to the terminal of the first capacitor C1 via the third transfer gate TG3. The second capacitor C2 is the first capacitor C1 when the third transfer gate TG3 is driven on.
The charge is distributed between the first capacitor C1 and the first capacitor C1 in this embodiment. The first capacitor C1 is sequentially charged by the bit data, and the third transfer gate TG3 is ON-driven during the charging operation so that the first and second capacitors C1,
The charge is distributed between C2.

【0011】第2のコンデンサC2の端子には、第4の
転送ゲートTG4を介して、電荷−電圧変換回路1が接
続されている。電荷−電圧変換回路1は、演算増幅器O
P1と、帰還コンデンサC3により構成されて、インピ
ーダンス変換回路を兼ねている。第4の転送ゲートTG
4は、第1,第2のコンデンサC1,C2での充電と電
荷分配によるD/A変換動作が終了した後にオン駆動さ
れ、これにより電荷−電圧変換回路1にアナログ出力電
圧が得られることになる。帰還コンデンサC3には回路
初期化のためにこれを短絡するための転送ゲートTG6
が設けられている。
The charge-voltage conversion circuit 1 is connected to the terminal of the second capacitor C2 via the fourth transfer gate TG4. The charge-voltage conversion circuit 1 includes an operational amplifier O.
It is composed of P1 and a feedback capacitor C3 and also serves as an impedance conversion circuit. Fourth transfer gate TG
4 is turned on after the D / A conversion operation by charging and charge distribution in the first and second capacitors C1 and C2 is completed, whereby the analog output voltage is obtained in the charge-voltage conversion circuit 1. Become. The feedback capacitor C3 has a transfer gate TG6 for short-circuiting it for circuit initialization.
Is provided.

【0012】電荷−電圧変換回路1の出力には、転送ゲ
ートTG7とコンデンサC4、及び演算増幅器OP2に
より構成されたサンプルホールド回路2が接続されてい
る。また、第2のコンデンサC2の両端間には、D/A
変換動作の初期に第2のコンデンサC2を短絡して電荷
を全て放電させる初期化のための転送ゲートTG5が設
けられている。
The output of the charge-voltage conversion circuit 1 is connected to a sample hold circuit 2 composed of a transfer gate TG7, a capacitor C4, and an operational amplifier OP2. In addition, D / A is placed between both ends of the second capacitor C2.
A transfer gate TG5 is provided for initialization in which the second capacitor C2 is short-circuited to discharge all the electric charges in the initial stage of the conversion operation.

【0013】この実施例の場合、転送ゲートTG1〜T
G7には、双方向性のCMOS転送ゲートが用いられて
いる。そしてこれらの転送ゲートTG1〜TG7に与え
る制御クロックS1〜S7は、LSBから順次供給され
るディジタルデータに同期してクロック発生回路3で作
られる。このクロック発生回路3による制御クロックS
1〜S7の発生のタイミングと論理は次の通りである。
データビット毎に、その“0”,“1”に応じて、制御
クロックS1又はS2を発生する。各ビットデータによ
る充電動作の中間時に制御クロックS3を発生する。以
上がD/A変換の基本動作である。
In the case of this embodiment, the transfer gates TG1 to T
A bidirectional CMOS transfer gate is used for G7. The control clocks S1 to S7 supplied to the transfer gates TG1 to TG7 are generated by the clock generation circuit 3 in synchronization with the digital data sequentially supplied from the LSB. Control clock S by this clock generation circuit 3
The timing and logic of occurrence of 1 to S7 are as follows.
For each data bit, the control clock S1 or S2 is generated according to the "0" or "1". The control clock S3 is generated during the charging operation by each bit data. The above is the basic operation of D / A conversion.

【0014】以上の動作を繰り返した後、電荷−電圧変
換回路1を動作させるべく、制御クロックS4を発生す
る。なおその間の適当なタイミングで、電荷−電圧変換
回路1を初期化する制御クロックS6を発生する。電荷
−電圧変換回路1にアナログ出力が得られた後、制御ク
ロックS7,S5を発生して、アナログ出力のサンプル
ホールドと、第2のコンデンサC2の初期化を行う。
After repeating the above operation, a control clock S4 is generated to operate the charge-voltage conversion circuit 1. A control clock S6 for initializing the charge-voltage conversion circuit 1 is generated at an appropriate timing during that period. After the analog output is obtained in the charge-voltage conversion circuit 1, the control clocks S7 and S5 are generated to sample and hold the analog output and initialize the second capacitor C2.

【0015】この実施例でのD/A変換動作を、2ビッ
トデータの場合を例にとって、図2により説明する。図
2は、2ビットデータのLSBと2ビット目の“0”,
“1”の組み合わせと、各場合の第1のコンデンサC1
の充電電圧、及び第1,第2のコンデンサC1,C2間
での電荷分配による電圧変化の様子を示している。前述
のように、LSBが“0”であれば、第1のコンデンサ
C1にC1(V1−VCOM )の電荷が充電され、“1”
であれば、C1(V2−VCOM )の電荷が充電される。
次いで、第3の転送ゲートTG3により第1,第2のコ
ンデンサC1,C2が短絡されて、電荷の分配が行われ
る。この実施例の場合、C1=C2であるから、LSB
が“0”の場合、Va=(V1+VCOM )/2、“1”
の場合、Vb=(V2+VCOM )/2なる電圧が得られ
る。
The D / A conversion operation in this embodiment will be described with reference to FIG. 2 by taking the case of 2-bit data as an example. 2 shows LSB of 2-bit data and "0" of the second bit,
Combination of "1" and first capacitor C1 in each case
2 shows the state of voltage change due to the charge voltage and the charge distribution between the first and second capacitors C1 and C2. As described above, when the LSB is "0", the electric charge of C1 (V1-VCOM) is charged in the first capacitor C1 and "1" is charged.
Then, the electric charge of C1 (V2-VCOM) is charged.
Next, the third transfer gate TG3 short-circuits the first and second capacitors C1 and C2, and the charge is distributed. In the case of this embodiment, C1 = C2, so the LSB is
If is "0", Va = (V1 + VCOM) / 2, "1"
In this case, a voltage Vb = (V2 + VCOM) / 2 is obtained.

【0016】次に、第3の転送ゲートTG3がオフにな
って、2ビット目データが入ると、その“0”,“1”
に応じて同様に第1のコンデンサに充電され、続いて第
3の転送ゲートTG3がオンになって、電荷の分配がな
される。この結果、LSBから順に“0”,“0”の場
合、Vc1=(V1+Va)/2、“1”,“0”の場
合、Vc2=(V1+Vb)/2、“0”,“1”の場
合、Vc3=(Va+V2)/2、“1”,“1”の場
合、Vc4=(Vb+V2)/2なる電圧が第2のコン
デンサC2に得られる。即ち、ディジタルデータの大き
さに対応してVc1>Vc2>Vc3>Vc4なる電圧
が得られる。3ビット以上のディジタルデータの場合
も、上述の最終的な電荷再分配後に得られる電圧の大小
関係が変わることはなく、同様にD/A変換がなされ
る。
Next, when the third transfer gate TG3 is turned off and the second bit data is input, the "0" and "1" thereof are generated.
Similarly, the first capacitor is charged, and then the third transfer gate TG3 is turned on, and the charge is distributed. As a result, in the order of “0”, “0” from LSB, Vc1 = (V1 + Va) / 2, and in the case of “1”, “0”, Vc2 = (V1 + Vb) / 2, “0”, “1”. In this case, when Vc3 = (Va + V2) / 2, "1", "1", a voltage Vc4 = (Vb + V2) / 2 is obtained in the second capacitor C2. That is, a voltage Vc1>Vc2>Vc3> Vc4 corresponding to the size of the digital data is obtained. Even in the case of digital data of 3 bits or more, the magnitude relationship of the voltages obtained after the final charge redistribution described above does not change, and the D / A conversion is similarly performed.

【0017】図3は、具体的に入力データが3ビットデ
ータであって、LSB=“0”,2ビット目=“0”,
MSB=“1”の場合の図1の回路動作を制御クロック
と共に示している。LSBデータ“0”が入ると、クロ
ック発生回路3ではその“0”を検出して制御クロック
S1=“H”を出す。これにより、第1の電圧源V1に
より第1のコンデンサC1に充電がなされる(t1)。
このとき同時に、制御クロックS5,S7が“H”にな
り、第2のコンデンサC2の初期化と、サンプルホール
ド回路2による前データのサンプルホールドが行われ
る。
In FIG. 3, specifically, the input data is 3-bit data, and the LSB = "0", the second bit = "0",
The circuit operation of FIG. 1 when MSB = “1” is shown together with the control clock. When the LSB data "0" is input, the clock generation circuit 3 detects the "0" and outputs the control clock S1 = "H". As a result, the first voltage source V1 charges the first capacitor C1 (t1).
At this time, at the same time, the control clocks S5 and S7 become “H”, the second capacitor C2 is initialized, and the sample hold circuit 2 performs sample hold of the previous data.

【0018】次に時刻t2で制御クロックS3が“H”
になり、第3の転送ゲートTG3がオンになって、第1
のコンデンサC1と第2のコンデンサC2の間で電荷が
2分割される。このとき同時に、制御クロックS6が
“H”になり、電荷−電圧変換回路1のコンデンサC3
の初期化が行われる。
Next, at time t2, the control clock S3 is "H".
And the third transfer gate TG3 is turned on,
The charge is divided into two between the first capacitor C1 and the second capacitor C2. At this time, at the same time, the control clock S6 becomes "H", and the capacitor C3 of the charge-voltage conversion circuit 1
Is initialized.

【0019】次に、第2ビット目のデータ“0”につい
て同様に制御クロックS1が“H”になって、第1の電
圧源V1による充電が行われ(t3)、次いで制御クロ
ックS3が“H”になって、電荷分配がなされる(t
4)。MSBデータ“1”が入ると、制御クロックS2
が“H”になり、第2の電圧源V2による充電がなされ
る(t5)、引き続き制御クロックS3が“H”になっ
て電荷分配がなされる(t6)。
Next, for the data "0" of the second bit, the control clock S1 becomes "H" in the same manner, charging is performed by the first voltage source V1 (t3), and then the control clock S3 becomes "H". H ″, and charge is distributed (t
4). When the MSB data “1” is input, the control clock S2
Becomes "H" and charging is performed by the second voltage source V2 (t5), and subsequently the control clock S3 becomes "H" and charge is distributed (t6).

【0020】そして、MSBデータについての電荷分配
と同時に、制御クロックS4が“H”になり、第4の転
送ゲートTG4がオンになって、電荷−電圧変換回路1
が働き、第1,第2のコンデンサC1,C2が並列に接
続された状態のまま、その電荷量を電圧値に変換したア
ナログ出力電圧を出す。得られたアナログ電圧は、次に
制御クロックS7が“H”になってサンプルホールド回
路2のコンデンサC4に転送保持されて、電圧フォロア
により出力される。このサンプルホールド動作と同時
に、第2のコンデンサC2の放電がなされ、また、次の
ディジタルデータの変換動作が開始される。
Simultaneously with the charge distribution of the MSB data, the control clock S4 becomes "H", the fourth transfer gate TG4 is turned on, and the charge-voltage conversion circuit 1
And the first and second capacitors C1 and C2 are connected in parallel, and outputs an analog output voltage obtained by converting the charge amount into a voltage value. The obtained analog voltage is transferred to and held in the capacitor C4 of the sample hold circuit 2 when the control clock S7 becomes "H" next, and is output by the voltage follower. Simultaneously with this sample hold operation, the second capacitor C2 is discharged and the next digital data conversion operation is started.

【0021】以上の動作制御を行うクロック発生回路3
の具体構成とその動作タイミングを図4及び図5に示
す。簡単に説明すればこの回路は、先ず基本クロックC
LKとその8クロック周期分のデータクロックDCLK
に基づいて、Dタイプフリップフロップを主体とするタ
イミング回路41により各種タイミング信号を生成し、
得られるタイミング信号の組み合わせ論理により、デー
タクロックDCLKの周期でデータの“1”,“0”と
は拘りなく所定タイミングと幅の制御クロックS3〜S
7を生成する。
A clock generation circuit 3 for controlling the above operations
FIG. 4 and FIG. 5 show the specific configuration of the above and its operation timing. In brief, this circuit is based on the basic clock C.
LK and data clock DCLK for eight clock cycles thereof
Based on the above, various timing signals are generated by the timing circuit 41 mainly composed of the D-type flip-flop,
Depending on the combinational logic of the obtained timing signals, control clocks S3 to S having a predetermined timing and width regardless of whether the data is "1" or "0" in the cycle of the data clock DCLK.
7 is generated.

【0022】一方、ビットデータのパラレル/シリアル
変換を行うシフトレジスタ42と、基準クロックCLK
に基づいてシフトクロックSCKを生成するDタイプフ
リップフロップにより構成された1/2分周回路43が
設けられる。データビットBit1〜Bit3は並列に(シリア
ルデータの場合には並列データに変換して)、DCLK
の変化点で発生されるロード制御信号によりシフトレジ
スタ42に取り込まれて、同じロード制御信号により初
期化される1/2分周回路43からのシフトクロックS
CKによりLSBから順にシリアルデータに変換されて
出力される。そして、出力されるデータと基準クロック
CLKとの論理により、ビットデータの“1”,“0”
に応じて“H”,“L”が変化する制御クロックS1,
S2を生成する。
On the other hand, a shift register 42 for performing parallel / serial conversion of bit data and a reference clock CLK
There is provided a 1/2 divider circuit 43 composed of a D-type flip-flop that generates the shift clock SCK based on Data bits Bit1 to Bit3 are parallel (in the case of serial data, converted to parallel data), DCLK
Shift clock S from the 1/2 frequency divider circuit 43, which is taken into the shift register 42 by the load control signal generated at the change point of and is initialized by the same load control signal.
The serial data is sequentially converted from LSB by CK and output. Then, according to the logic of the output data and the reference clock CLK, "1" and "0" of bit data are obtained.
Control clock S1, whose "H" and "L" change according to
Generate S2.

【0023】以上のようにこの実施例によると、転送ゲ
ートとコンデンサの組み合わせにより、D/A変換が可
能である。入力ディジタルデータのビット数が増えた場
合、図3の変換動作の周期Tが変化するが、図1の回路
構成は変わらず、素子数が増えることはない。また、使
用素子は転送ゲートとコンデンサ及び演算増幅器であ
り、抵抗を用いないから、回路をコンパクトにIC化す
ることができる。
As described above, according to this embodiment, D / A conversion can be performed by combining the transfer gate and the capacitor. When the number of bits of the input digital data increases, the conversion operation cycle T of FIG. 3 changes, but the circuit configuration of FIG. 1 does not change and the number of elements does not increase. Moreover, since the elements used are the transfer gate, the capacitor, and the operational amplifier, and no resistor is used, the circuit can be made into a compact IC.

【0024】実施例において、基準端子に与えた基準電
位VCOM は、零電位でもよいが、回路をIC化する場
合、電源の中間電位として、演算増幅器OP1の動作点
とすることが好ましい。第1,第2の電圧源V1,V2
は電源の範囲で任意の値を選ぶことができるが、基準電
位VCOM との差が大きい方が充電電荷量を大きくできる
ので有利である。入力ディジタルデータのビット数nに
対して、充電電荷量が2nより十分大きいことが必要で
あり、この点からD/A変換可能なビット数が制限され
る。
In the embodiment, the reference potential VCOM applied to the reference terminal may be a zero potential, but when the circuit is integrated into an IC, it is preferable that the intermediate potential of the power supply is the operating point of the operational amplifier OP1. First and second voltage sources V1 and V2
An arbitrary value can be selected within the range of the power source, but it is advantageous that the difference from the reference potential VCOM is large because the charged charge amount can be increased. The bit number n of the input digital data, the amount of electric charge is required to be sufficiently larger than 2 n, D / A converter can be the number of bits is limited from this point.

【0025】[0025]

【発明の効果】以上述べたようにこの発明によれば、転
送ゲートとコンデンサの組み合わせによる電荷の充電と
分配を利用して、ビット数による素子数の増大がなく、
コンパクトに構成することを可能としたD/Aコンバー
タが得られる。
As described above, according to the present invention, the charge and distribution of charges by the combination of the transfer gate and the capacitor are utilized to prevent an increase in the number of elements due to the number of bits.
A D / A converter that can be made compact can be obtained.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】 この発明の一実施例に係るD/Aコンバータ
を示す。
FIG. 1 shows a D / A converter according to an embodiment of the present invention.

【図2】 同実施例のD/A変換の基本動作を示す。FIG. 2 shows a basic operation of D / A conversion of the embodiment.

【図3】 同実施例の具体的なD/A変換動作を示す。FIG. 3 shows a specific D / A conversion operation of the same embodiment.

【図4】 同実施例のクロック発生回路の具体構成例を
示す。
FIG. 4 shows a specific configuration example of a clock generation circuit according to the same embodiment.

【図5】 同クロック発生回路の動作波形を示す。FIG. 5 shows operation waveforms of the clock generation circuit.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

V1…第1の電圧源、V2…第2の電圧源、C1…第1
のコンデンサ、C2…第2のコンデンサ、1…電荷−電
圧変換回路、2…サンプルホールド回路、3…クロック
発生回路、TG1…第1の転送ゲート、TG2…第2の
転送ゲート、TG3…第3の転送ゲート、TG4…第4
の転送ゲート。
V1 ... 1st voltage source, V2 ... 2nd voltage source, C1 ... 1st
, C2 ... Second capacitor, 1 ... Charge-voltage conversion circuit, 2 ... Sample hold circuit, 3 ... Clock generation circuit, TG1 ... First transfer gate, TG2 ... Second transfer gate, TG3 ... Third Transfer gate, TG4 ... 4th
Transfer gate.

Claims (2)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 ディジタルデータの“0”,“1”にそ
れぞれ対応して用意された第1,第2の電圧源と、 前記第1,第2の電圧源にそれぞれ第1,第2の転送ゲ
ートを介して接続されて選択された電圧源により充電さ
れる第1のコンデンサと、 この第1のコンデンサに第3の転送ゲートを介して接続
されて第1のコンデンサとの間で電荷の分配を行う第2
のコンデンサと、 この第2のコンデンサの端子に第4の転送ゲートを介し
て接続された電荷−電圧変換回路と、 LSBから順に供給される前記ディジタルデータの各ビ
ットデータに同期して前記第1〜第4の転送ゲートを駆
動するクロックを発生するクロック発生回路とを有し、 LSBから順にビットデータに応じて前記第1のコンデ
ンサの充電を行い、各ビットデータの充電の合間に前記
第1のコンデンサと第2のコンデンサの間で電荷の分配
を行い、MSBまで同様の動作を繰り返した後、前記第
2のコンデンサの電荷を電圧変換してアナログ出力を得
るようにしたことを特徴とするD/Aコンバータ。
1. A first voltage source and a second voltage source prepared corresponding to digital data "0" and "1" respectively, and a first voltage source and a second voltage source respectively for the first voltage source and the second voltage source. Charges are transferred between a first capacitor connected through the transfer gate and charged by a selected voltage source, and a first capacitor connected to the first capacitor through the third transfer gate. Second to distribute
Capacitor, a charge-voltage conversion circuit connected to the terminal of this second capacitor through a fourth transfer gate, and the first data in synchronization with each bit data of the digital data sequentially supplied from LSB. A clock generating circuit for generating a clock for driving a fourth transfer gate, the first capacitor is charged in order from the LSB according to bit data, and the first capacitor is charged between charging of each bit data. The charge is distributed between the second capacitor and the second capacitor, the same operation is repeated up to the MSB, and then the charge of the second capacitor is converted into a voltage to obtain an analog output. D / A converter.
【請求項2】 ディジタルデータの“0”,“1”にそ
れぞれ対応して用意された第1,第2の電圧源と、 前記第1,第2の電圧源にそれぞれ第1,第2の転送ゲ
ートを介して接続されて選択された電圧源により充電さ
れる第1のコンデンサと、 この第1のコンデンサに第3の転送ゲートを介して接続
されて第1のコンデンサとの間で電荷の分配を行う第2
のコンデンサと、 この第2のコンデンサの端子に第4の転送ゲートを介し
て接続された電荷−電圧変換回路と、 この電荷−電圧変換回路の出力に接続されたサンプルホ
ールド回路と、 LSBから順に供給される前記ディジタルデータの各ビ
ットデータに同期して前記第1〜第4の転送ゲートを駆
動するクロックを発生するクロック発生回路とを有し、 LSBから順にビットデータに応じて前記第1のコンデ
ンサの充電を行い、各ビットデータの充電の合間に前記
第1のコンデンサと第2のコンデンサの間で電荷の分配
を行い、MSBまで同様の動作を繰り返した後、前記第
2のコンデンサの電荷を電圧変換してアナログ出力を得
るようにしたことを特徴とするD/Aコンバータ。
2. A first and a second voltage source prepared corresponding to digital data "0" and "1" respectively, and a first and a second voltage source respectively for the first and second voltage sources. Charges are transferred between a first capacitor connected through the transfer gate and charged by a selected voltage source, and a first capacitor connected to the first capacitor through the third transfer gate. Second to distribute
Capacitor, a charge-voltage conversion circuit connected to the terminal of the second capacitor via the fourth transfer gate, a sample hold circuit connected to the output of the charge-voltage conversion circuit, and LSB in order. A clock generation circuit that generates a clock for driving the first to fourth transfer gates in synchronization with each bit data of the supplied digital data, and the first data is output in order from the LSB in accordance with the bit data. The capacitor is charged, the charge is distributed between the first capacitor and the second capacitor between the charging of each bit data, the same operation is repeated up to MSB, and then the charge of the second capacitor A D / A converter characterized in that the voltage is converted into an analog output.
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